CN116447101A - 多位一通一体化泵阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多位一通一体化泵阀，包括泵体机构、阀座、切换机构以及驱动机构，阀座具有直连通道和分支通道，动阀片相对于定阀片转动，能够使分支通道与直连通道相连通，当分支通道为多条时，利用第二驱动器带动动阀片转动，能够实现直连通道与某一条分支通道连通，分支通道能够与其他监测仪器相连通，利用泵体机构抽取、输送不同的溶液，泵体机构与切换机构相配合，从而实现取样以及反应测量工作。调节活塞在缸体内的位置，能够调节泵体机构的取样量，提高定量泵阀的灵活适应性。本发明的多位一通一体化泵阀，泵体机构与阀座相连，切换机构以及驱动机构均固定于阀座上，一体式结构占用空间小，有利于减少管路残留，保证微量取样的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测用仪器及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种多位一通一体化泵阀。
背景技术
随着社会经济的发展，环境污染问题日益突出，环境监测工作也面临着越来越大的挑战。水体中的硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐、硅酸盐、硫化物、挥发性酚等生物化学要素是环境污染监测的重要指标，现有的人工采样实验室分析的传统监测技术和手段频率低、数据量小、趋势分析难，难以满足当前环境监测的需求。
目前已有自动化在线监测设备和方法问世，逐步投入环境监测中，主要是基于分光光度法、荧光分光光度法等实验室分析方法，通过优化反应流程，将化学反应过程在仪器装置上进行实现。
公开号为CN216926566U的中国专利，公开了一种海水营养盐在线分析仪，仪器精密进样测量装置采用模块化设计，包括立板、精密柱塞泵、多位一通阀、光学测量流通池和化学反应器。精密柱塞泵固定在立板的左上方，下方通过水管与多位一通阀连接。精密柱塞泵由上到下由步进电机、光电传感器、泵头组成。步进电机为1.8°两相步进电机，可精确控制液体进样量。多位一通阀固定在立板的左下方，由多个电磁阀和一个管路底座组成。电磁阀通过螺栓结构固定在管路底座上，每个电磁阀的管路口与管路底座对应接口密封连接。多位一通阀具有6个管路接口，其中一个为主接口，其余为副接口。主接口与其上方的精密柱塞泵连接，各个副接口分别通过管路与化学试剂舱、光学测量流通池、化学反应器、储液罐、外界废液收集场所连接。通过电控系统的控制，多位一通阀流路中仅有一个指定通道处于连通状态，使水样或试剂定向、定量、定序输送到指定的器件。上述公开专利中的精密进样测量装置虽初步实现了自动取样及测量功能，但其精密柱塞泵和多位一通阀为分离式设计，结构较为复杂，体积大，功耗高；泵阀连接管路和阀座内部管路较长，溶液易残留，影响测量准确性；化学反应试剂涉及强酸、强碱、有机物等，对泵、阀、管路等材质要求较高，满足条件的电磁阀、阀座等成本高、选型困难。
因此，如何改变现有技术中，环境监测中取样测量仪器结构复杂的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种多位一通一体化泵阀，以解决上述现有技术存在的问题，简化定量泵阀结构，提高环境监测工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多位一通一体化泵阀，包括：
泵体机构，所述泵体机构包括缸体和滑动设置于所述缸体内的活塞；
阀座，所述阀座与所述缸体相连，所述阀座具有直连通道和分支通道，所述直连通道与所述缸体的内腔相连通，所述分支通道的一端能够与所述直连通道相连通，所述分支通道的另一端能够与其他监测仪器或监测物质相连通；所述分支通道的数量至少为一条；
切换机构，所述切换机构设置于所述直连通道与所述分支通道之间，所述切换机构包括定阀片和动阀片，所述定阀片与所述阀座相连，所述动阀片可转动地与所述定阀片相连，所述动阀片相对于所述定阀片转动能够使所述分支通道与所述直连通道相连通；
驱动机构，所述驱动机构包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器以及所述第二驱动器均固定于所述阀座上，所述第一驱动器的输出端与所述活塞传动相连，所述第二驱动器的输出端与所述动阀片传动相连。
优选地，所述直连通道与所述阀座同轴设置，所述分支通道沿所述阀座的径向设置。
优选地，当所述分支通道的数量为多条时，所述分支通道绕所述阀座的轴线周向均布。
优选地，所述阀座还连接有连接嘴，所述分支通道远离所述直连通道的一端与所述连接嘴相连通，所述连接嘴与所述分支通道一一对应。
优选地，所述定阀片具有第一阀片孔和第二阀片孔，所述第一阀片孔与所述直连通道相连通，所述第二阀片孔与所述分支通道相连通，且所述第二阀片孔与所述分支通道一一对应，当所述第二阀片孔为多个时，相邻的所述第二阀片孔之间具有间隙；所述动阀片具有阀片槽，所述第一阀片孔能够利用所述阀片槽与所述第二阀片孔相连通。
优选地，所述阀座具有阀片安装孔，所述定阀片以及所述动阀片均设置于所述阀片安装孔内，且所述定阀片位于所述动阀片的顶部，所述第二驱动器伸入所述阀片安装孔内并与所述动阀片传动相连。
优选地，所述阀座套装于所述缸体的外部，所述缸体具有连通孔，所述连通孔与所述直连通道相连通。
优选地，所述泵体机构还包括滑套，所述滑套与所述缸体以及所述阀座相连，所述活塞可滑动地设置于所述滑套内，所述第一驱动器利用所述滑套固定于所述阀座上。
优选地，所述滑套与所述缸体之间设置密封垫。
优选地，所述第一驱动器以及所述第二驱动器均为电机，且所述第一驱动器以及所述第二驱动器均配备有光电编码器。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的多位一通一体化泵阀，阀座具有直连通道和分支通道，动阀片相对于定阀片转动，能够使分支通道与直连通道相连通，当分支通道为多条时，利用第二驱动器带动动阀片转动，能够实现直连通道与某一条分支通道连通，分支通道能够与其他监测仪器或监测物质相连通，同时，第一驱动器带动活塞在缸体内往复运动，利用泵体机构抽取、输送不同的溶液，泵体机构与切换机构相配合，从而实现取样以及反应测量工作。还需要说明的是，调节活塞在缸体内的位置，能够调节泵体机构的取样量，提高定量泵阀的灵活适应性。本发明的多位一通一体化泵阀，泵体机构与阀座相连，切换机构以及驱动机构均固定于阀座上，一体式结构占用空间小，且有利于减少管路残留，保证微量取样的准确性，从而有利于提高监测工作效率和测量时效性，满足了环境监测需要，实用性较强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的多位一通一体化泵阀的结构示意图；
图2为本发明的多位一通一体化泵阀的主视图；
图3为图2中A处的放大示意图；
图4为本发明的多位一通一体化泵阀的俯视图；
图5为本发明的多位一通一体化泵阀的部分结构示意图；
图6为本发明实施例一中的多位一通一体化泵阀的工作原理图；
图7为本发明实施例二中的多位一通一体化泵阀的工作原理图。
其中，100a为多位一通一体化泵阀，100为泵体机构，200为阀座，300为切换机构，400为驱动机构；
1为缸体，101为连通孔，2为活塞，3为直连通道，4为分支通道，5为定阀片，501为第一阀片孔，502为第二阀片孔，6为动阀片，601为阀片槽，7为第一驱动器，8为第二驱动器，9为滑套，10为密封垫，11为连接嘴，12为水样，13为清洗液，14为试剂一，15为试剂二，16为试剂三，17为反应器，18为流通池，19为废液罐，20为阀一，21为阀二，22为阀三，23为阀四，24为阀五，25为阀六，26为阀七，27为阀八。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种多位一通一体化泵阀，以解决上述现有技术存在的问题，简化定量泵阀结构，提高环境监测工作效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种多位一通一体化泵阀100a，包括泵体机构100、阀座200、切换机构300以及驱动机构400，其中，泵体机构100包括缸体1和滑动设置于缸体1内的活塞2；阀座200与缸体1相连，阀座200具有直连通道3和分支通道4，直连通道3与缸体1的内腔相连通，分支通道4的一端能够与直连通道3相连通，分支通道4的另一端能够与其他监测仪器或监测物质相连通；分支通道4的数量至少为一条；切换机构300设置于直连通道3与分支通道4之间，切换机构300包括定阀片5和动阀片6，定阀片5与阀座200相连，动阀片6可转动地与定阀片5相连，动阀片6相对于定阀片5转动能够使分支通道4与直连通道3相连通；驱动机构400包括第一驱动器7和第二驱动器8，第一驱动器7以及第二驱动器8均固定于阀座200上，第一驱动器7的输出端与活塞2传动相连，第二驱动器8的输出端与动阀片6传动相连。
本发明的多位一通一体化泵阀100a，阀座200具有直连通道3和分支通道4，动阀片6相对于定阀片5转动，能够使分支通道4与直连通道3相连通，当分支通道4为多条时，利用第二驱动器8带动动阀片6转动，能够实现直连通道3与某一条分支通道4连通，分支通道4能够与其他监测仪器或监测物质相连通，同时，第一驱动器7带动活塞2在缸体1内往复运动，利用泵体机构100抽取、输送不同的溶液，泵体机构100与切换机构300相配合，从而实现取样以及反应测量工作。还需要说明的是，调节活塞2在缸体1内的位置，能够调节泵体机构100的取样量，提高泵阀100a的灵活适应性。本发明的多位一通一体化泵阀100a，泵体机构100与阀座200相连，切换机构300以及驱动机构400均固定于阀座200上，一体式结构占用空间小，且有利于减少管路残留，保证微量取样的准确性，从而有利于提高监测工作效率和测量时效性，满足了环境监测需要，实用性较强。
在本具体实施方式中，直连通道3与阀座200同轴设置，分支通道4沿阀座200的径向设置，转动动阀片6可实现直连通道3与分支通道4的连通，分支通道4延伸至阀座200的外边缘，方便与其他监测设备或监测物质相连通。
其中，当分支通道4的数量为多条时，分支通道4绕阀座200的轴线周向均布，方便控制动阀片6的运动，从而使直连通道3与不同的分支通道4相连通，切换不同的分支通道4，对不同的监测物质进行抽取、输送，或与其他监测设备相连通，以完成监测工作。在实际应用中，分支通道4的数量以及分布可根据实际监测需求进行调整，以满足不同的工况，提高泵阀100a的灵活适应性。
为了方便分支通道4与其他监测设备或监测物质相连通，阀座200还连接有连接嘴11，分支通道4远离直连通道3的一端与连接嘴11相连通，连接嘴11与分支通道4一一对应，利用连接嘴11即可方便地将泵阀100a与其他监测设备或监测物质相连通，提高操作便捷性；与此同时，可设置连接嘴11与阀座200为可拆卸连接方式，方便泵阀100a的清洁维护。
具体地，定阀片5具有第一阀片孔501和第二阀片孔502，第一阀片孔501与直连通道3相连通，且第一阀片孔501与直连通道3同轴设置，缩短抽取以及输送溶液的路径，还能够减少残留，第二阀片孔502与分支通道4相连通，且第二阀片孔502与分支通道4一一对应，当第二阀片孔502为多个时，相邻的第二阀片孔502之间具有间隙，避免两个相邻的分支通道4连通造成溶液混合以致影响监测结果；动阀片6具有阀片槽601，第一阀片孔501能够利用阀片槽601与第二阀片孔502相连通，动阀片6转动至阀片槽601正对某个第二阀片孔502时，与第二阀片孔502相对应的分支通道4与直连通道3相连通，当动阀片6转动至阀片槽601位于两个第二阀片孔502之间时，第一阀片孔501以及直连通道3处于被封堵状态。此处还需要解释说明的是，由于直连通道3、分支通道4以及切换机构300经常接触监测物质，为了避免泵阀100a被腐蚀损坏，阀座200、泵体机构100以及切换机构300可采用特殊材质（耐腐蚀材质）制成，提高泵阀100a的耐酸碱、耐有机物、耐海水腐蚀性能，使其能够应用于海水、淡水中生物化学要素的现场自动监测，提高泵阀100a的适应性。
为了方便切换机构300的安装定位，阀座200具有阀片安装孔，定阀片5以及动阀片6均设置于阀片安装孔内，且定阀片5位于动阀片6的顶部，第二驱动器8伸入阀片安装孔内并与动阀片6传动相连，阀片安装孔为定阀片5提供了稳定支撑，同时为动阀片6提供了限位，提高了动阀片6的运动可靠性。
更具体地，阀座200套装于缸体1的外部，进一步减小了泵阀100a的整体体积，缸体1具有连通孔101，连通孔101与直连通道3相连通，连通孔101与直连通道3同轴设置，进一步缩短抽取以及输送溶液的路径。此处还需要说明的是，缸体1的内腔还与外部环境相连通，以保证活塞2能够于缸体1内往复运动，缸体1内活塞2的往复运动属于本领域技术人员的惯用手段，此处不再赘述。
为了保证活塞2的往复运动精度度，泵体机构100还包括滑套9，滑套9与缸体1以及阀座200相连，活塞2可滑动地设置于滑套9内，滑套9为活塞2往复运动提供了多一重保障，避免活塞2错位影响泵体机构100的正常工作，第一驱动器7利用滑套9固定于阀座200上，滑套9同时为第一驱动器7提供了稳定支撑。
另外，为了保证泵体机构100的结构气密性，滑套9与缸体1之间设置密封垫10。
进一步地，第一驱动器7以及第二驱动器8均为步进电机，且第一驱动器7以及第二驱动器8均配备有光电编码器，利用光电编码器为步进电机进行定位，进一步提高第一驱动器7和第二驱动器8的运动精确度，从而提高泵阀100a的工作精确度。
下面通过具体的实施例，对本发明的多位一通一体化泵阀100a，进行进一步地解释说明。
实施例一
请参考图6，图6为本实施例的多位一通一体化泵阀100a的工作原理图，设计为八位一通阀，即分支通道4的数量为八条，分支通道4通过管路分别连接水样12、清洗液13、试剂一14、试剂二15、试剂三16、反应器17、流通池18、废液，用于水体中生物化学要素的自动测量。
本实施例的多位一通一体化泵阀100a工作时，首先旋转动阀片6，使直连通道3与水样12相对应的分支通道4相连通，定量抽取水样12（0.00mL~5.00mL，准确可控）至泵体机构100中，然后旋转动阀片6，至反应器17所对应的分支通道4与直连通道3相连通，将水样12输送至反应器17中；再次旋转动阀片6至试剂一14所对应的分支通道4与直连通道3相连通，定量抽取试剂一14（0.00mL~0.50mL，准确可控），旋转动阀片6至反应器17所对应的分支通道4与直连通道3相连通，将试剂一14输入至反应器17中，然后重复上述操作，依次定量、有序向反应器17中输入试剂二15、试剂三16进行化学反应，化学反应完毕后，再次调节本实施例的多位一通一体化泵阀100a，将反应液输送至光学流通池18中进行光学测量。测量完成后，本实施例的多位一通一体化泵阀100a抽取清洗液13清洗反应器17、流通池18、泵阀100a和管路，产生的废液经废液口排入废液罐19，完成整个测量过程。需要解释说明的是，在实际应用中，可利用控制器控制驱动机构400的工作状态，在泵阀100a的正常运行的同时，方便操作人员，设置控制器为本领域技术人员的惯用手段，此处不再赘述。
实施例二
请参考图7，图7为本实施例的多位一通一体化泵阀100a的工作原理图，在泵体机构100的配合下，各分支通道4既可定向输入又可定向输出，双向可控。本实施例的多位一通一体化泵阀100a可用于实验室中溶液的混合和定量定向分配，节省人力物力，提高准确性。
例如：利用本实施例的多位一通一体化泵阀100a，将阀一20、阀二21、阀三22连接的液体定量定向抽取分别输送到阀四23连接的器件中，完成溶液的混合。然后将混合溶液定量定向输送到阀五24、阀六25、阀七26、阀八27对应的器件中，完成溶液的分配，准确度高、重现性好。
本发明的多位一通一体化泵阀100a，采用一体化设计，结构简单紧凑、体积小，各分支通道4直接利用切换机构300与直连通道3相连通，大大减少了取样过程的残留现象，有利于提高测量准确度；同时，第一驱动器7和第二驱动器8均采用光电编码器辅助双保险定位，定位和取样准确、快速，在提高泵阀100a自动化程度的基础上，提高了环境监测工作效率，且进一步提高了测量精确度。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种多位一通一体化泵阀，其特征在于，包括：
泵体机构，所述泵体机构包括缸体和滑动设置于所述缸体内的活塞；
阀座，所述阀座与所述缸体相连，所述阀座具有直连通道和分支通道，所述直连通道与所述缸体的内腔相连通，所述分支通道的一端能够与所述直连通道相连通，所述分支通道的另一端能够与其他监测仪器或监测物质相连通；所述分支通道的数量至少为一条；
切换机构，所述切换机构设置于所述直连通道与所述分支通道之间，所述切换机构包括定阀片和动阀片，所述定阀片与所述阀座相连，所述动阀片可转动地与所述定阀片相连，所述动阀片相对于所述定阀片转动能够使所述分支通道与所述直连通道相连通；
驱动机构，所述驱动机构包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器以及所述第二驱动器均固定于所述阀座上，所述第一驱动器的输出端与所述活塞传动相连，所述第二驱动器的输出端与所述动阀片传动相连。
2.根据权利要求1所述的多位一通一体化泵阀，其特征在于：所述直连通道与所述阀座同轴设置，所述分支通道沿所述阀座的径向设置。
3.根据权利要求1所述的多位一通一体化泵阀，其特征在于：当所述分支通道的数量为多条时，所述分支通道绕所述阀座的轴线周向均布。
4.根据权利要求1所述的多位一通一体化泵阀，其特征在于：所述阀座还连接有连接嘴，所述分支通道远离所述直连通道的一端与所述连接嘴相连通，所述连接嘴与所述分支通道一一对应。
5.根据权利要求1所述的多位一通一体化泵阀，其特征在于：所述定阀片具有第一阀片孔和第二阀片孔，所述第一阀片孔与所述直连通道相连通，所述第二阀片孔与所述分支通道相连通，且所述第二阀片孔与所述分支通道一一对应，当所述第二阀片孔为多个时，相邻的所述第二阀片孔之间具有间隙；所述动阀片具有阀片槽，所述第一阀片孔能够利用所述阀片槽与所述第二阀片孔相连通。
6.根据权利要求1所述的多位一通一体化泵阀，其特征在于：所述阀座具有阀片安装孔，所述定阀片以及所述动阀片均设置于所述阀片安装孔内，且所述定阀片位于所述动阀片的顶部，所述第二驱动器伸入所述阀片安装孔内并与所述动阀片传动相连。
7.根据权利要求1所述的多位一通一体化泵阀，其特征在于：所述阀座套装于所述缸体的外部，所述缸体具有连通孔，所述连通孔与所述直连通道相连通。
8.根据权利要求1所述的多位一通一体化泵阀，其特征在于：所述泵体机构还包括滑套，所述滑套与所述缸体以及所述阀座相连，所述活塞可滑动地设置于所述滑套内，所述第一驱动器利用所述滑套固定于所述阀座上。
9.根据权利要求8所述的多位一通一体化泵阀，其特征在于：所述滑套与所述缸体之间设置密封垫。
10.根据权利要求1-9任一项所述的多位一通一体化泵阀，其特征在于：所述第一驱动器以及所述第二驱动器均为电机，且所述第一驱动器以及所述第二驱动器均配备有光电编码器。
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